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53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

15. bis 18.09.2008, Stuttgart

Digitale Röntgenbildbetrachtung bei der mobilen computergestützen Arztvisite im Krankenhaus

Meeting Abstract

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  • Oliver S. Lazar - Assindia Systems Ltd. & Co. KG, Essen, Deutschland
  • Gregor Kern - GK-zwo GmbH, Kamenz, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie. 53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds). Stuttgart, 15.-19.09.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. DocIS1-2

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/gmds2008/08gmds098.shtml

Veröffentlicht: 10. September 2008

© 2008 Lazar et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielf&aauml;ltigt, verbreitet und &oauml;ffentlich zug&aauml;nglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Text

Einleitung

IT-Systeme durchdringen den Arbeitsfluss des Krankenhauses. Vor allem in der Radiologie lösen immer mehr digitale Systeme die konventionellen Methoden der Erfassung, Befundung und Archivierung ab. Radiologische Informationssysteme (RIS) erleichtern und beschleunigen die tägliche Routinearbeit von der Planung bis hin zur Befundung mit Spracherkennung. Bildarchive (PACS = Picture Archiving and Communication System) und Betrachtungssoftware, so genannte DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)-Viewer, ersetzen die herkömmlichen Röntgenfilme. Idealerweise sollten die digitalen Röntgenbilder nicht nur in der radiologischen Abteilung verfügbar sein, sondern auch bei der Visite direkt am Patientenbett. So könnte der Patient durch das Betrachten seiner Bildbefunde aktiv mit in die Visite eingebunden werden. Vorbefunde wären außerdem schnell und einfach abrufbar.

Herausforderungen/Anforderungen an die heutige IT

Die Anforderungen an einen IT- Krankenhausarbeitsplatz haben sich in den letzten Jahren grundlegend verändert. Der vermehrte, immer umfangreichere Dokumentationsaufwand und die damit zusammenhängende Verfügbarkeit der Patientendaten an jedem Ort zu jeder Zeit im Krankenhaus stellen ganz spezielle Anforderungen an die IT-Technik. Weitere „Treiber“ dieser Entwicklung sind auch die Einführung von Qualitäts- und Risikomanagementprogrammen in Gesundheitseinrichtungen.

Nicht nur die Mobilität, auch die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und erst recht die Wünsche der Endanwender- nämlich der Mediziner und Pfleger, spielen bei diesen neuen Lösungen eine wichtige Rolle. Nicht außer Acht zu lassen ist auch die „Mündigkeit“ der Patienten und der zunehmende Wunsch, besser über den Behandlungsverlauf informiert zu werden.

Für den Zugriff auf die Bilddaten während der Visite ist eine grundlegende Voraussetzung das Vorhandensein eines Funknetzwerkes (WLAN). Das alleine ist jedoch nicht ausreichend, um den hohen Anforderungen einer sicheren und effizienten Lösung gerecht zu werden. Alleine schon der Einsatzort Krankenhaus mit seinen hygienekritischen Bereichen, wie Intensiv- oder septischen Stationen, und der Einsatz von elektrischen Geräten in Patientennähe stellen uns vor eine erste Hürde. Normale Laptops oder Tablet-PCs, wie sie bereits vielerorts eingesetzt werden, können dem nicht gerecht werden. Auch die Akkuleistung herkömmlicher Geräte ist zu gering, um einen mehrstündigen Betrieb während der Visite garantieren zu können. Gerade die bei der Röntgenbildbetrachtung sinnvollen großen Monitore verbrauchen sehr viel Energie.

Ein weiteres Problem findet sich in der begrenzten Bandbreite des WLANs. Viele PACS-Hersteller liefern bereits Betrachtungssoftware für die peripheren Clients mit, jedoch ist der Einsatz dieser Software meist nur in einem kabelgebundenem Gigabit-Netzwerk sinnvoll. Radiologische Studien können durchaus mehrere hundert Mb groß sein. Die Übertragung dieser Datenmenge im WLAN dauert zu lange, als dass der Arzt während der Visite darauf warten könnte. Unter Umständen kann sogar noch eine zusätzliche Wartezeit für das Reaktivieren der Studie aus dem Bildarchiv entstehen, wenn z.B. ältere Vorbefunde sich bereits als offline-Daten im Langzeitarchiv (z.B. Jukebox) befinden. Im Folgenden wird eine sichere, effiziente und sich im Einsatz bereits bewährte Lösung beschrieben.

Lösungen, Hardware

Die meepl®-Produkte des Unternehmens GK-zwo GmbH sind spezielle, für das Gesundheitswesen entwickelte, mobile Datenterminals die eine „papierlose und mobile Visite“ an jedem Ort einer Gesundheitseinrichtung ermöglichen.

Der meepl®-medicus aus der meepl®-Produktreihe ist rundum desinfizierbar und arbeitet komplett lüfterlos. Die Eingabe der Daten erfolgt durch die im Terminal verbaute hermetisch dichte Tastatur und Maus mit Schutzgrad IP 68 und antimikrobieller Beschichtung, die ein Wachstum von Keimen auf der Tastatur verhindert, sowie durch die 19“ Touchscreenoberfläche des Monitors und wird durch den schwenk- und neigbaren Monitor unterstützt. Dieser Monitor unterstützt den Arzt während der Visite auch im Patientengespräch, da alle erforderlichen Daten, z.B. Röntgenbilder, direkt am Patientenbett dem Patienten präsentiert und der Behandlungsverlauf visuell dargestellt werden kann.

Der Visitenwagen (Abbildung 1 [Abb. 1]) ist wie ein Medizinprodukt (DIN EN 60601-1) geprüft und im EMV (Elektro-Magnetische Verträglichkeit, DIN EN 60601-1-2)-Labor getestet und zertifiziert. Das integrierte Energiemanagement und die Akkus ermöglichen eine Laufzeit von bis zu 12 Stunden. Alle Geräte, die unmittelbar in der Nähe des Patienten (<1,5m) oder neben medizinischen Geräten eingesetzt werden, müssen den Bestimmungen des Medizin Produkte Gesetzes entsprechen.

Lösungen, Software

Es sind nun neue Strategien bei der Speicherung und Übertragung der Bildbefunde notwendig, um eine effiziente digitale Bildbetrachtung bei der Visite zu ermöglichen.

Bisherige Alternativen
Virtualisierung

Eine häufig eingesetzte Alternative den Übertragungsengpass zu umgehen, ist der Einsatz eines Presentation-Servers. Dieser stellt die Anwendung per Virtualisierung auf den Endgeräten zur Verfügung, wobei die gesamte Rechenleistung dabei vom Server erbracht wird, das Endgerät des Benutzers zeigt lediglich die Anwendungsoberfläche auf dem Bildschirm an. Nachteile dieser Variante sind zum einen die nicht unbeträchtlichen Lizenzkosten und zum anderen müssten ältere Studien womöglich zeitaufwändig aus dem Langzeitarchiv reaktiviert werden. Darüber hinaus gibt es Häuser, die sich vor einer Umstellung der bestehenden Infrastruktur scheuen, und den finanziellen, personellen und strukturellen Aufwand dafür nicht investieren möchten bzw. können.

Prefetching

Beim Prefetching holt ein Mitarbeiter schon vor der Visite für alle Patienten der betreffenden Station die radiologischen Daten aus dem Archiv und speichert diese lokal auf dem Computer für die Visite. Diese Variante hat allerdings zwei große Nachteile: Das Vorgehen kostet Zeit- und Personalressourcen und außerdem kann es sein, dass der Arzt während der Visite unvorhersehbar auf einen alten noch nicht vorab übertragenen Befund zugreifen möchte. Dann entstehen wieder sowohl für den Arzt als auch für den Patienten unangenehme Wartezeiten.

Neue Lösungen/Alternativen
Assindia Systems DICOM-Webserver und DICOM-Viewer

Ziel muss es also sein, die Dateigrößen zu verkleinern und die Übertragungsgeschwindigkeit für das WLAN zu optimieren.

Der Arzt bei der Visite ist in der Regel gar nicht befugt einen radiologischen Befund zu erstellen, sondern er betrachtet nur das bereits vom Radiologen befundete Bild. Es darf also zwischen Befunden und Betrachten unterschieden werden. Für das Betrachten können sehr wohl verkleinerte und komprimierte Daten verwendet werden. Es gibt grundsätzlich zwei Faktoren, die die Dateigröße bestimmen: die Bildmatrix und die Bit-Tiefe. Um weiterhin eine differenzierte Grauabstufung zu gewährleisten und damit auch geringe Absorptionsunterschiede dargestellt werden können, dürfen die Daten jedoch nicht unter Verlust der Bit-Tiefe komprimiert werden. Andernfalls wären vordefinierte Fenstereinstellungen wie z.B. das Knochenfenster oder das Hirnfenster (spezielle Einstellung von width und center Werten) bei einem Schädel-CT unbrauchbar. Lösungen mit JPEG oder gar JPEG2000 Komprimierung kommen daher nicht in Frage. Es ist in den meisten Fällen sinnvoller, die Bildmatrix zu verkleinern. So könnte z.B. ein Thorax-Röntgenbild mit 3000 x 2300 Pixeln durchaus auf die Hälfte verkleinert werden. Das Bild ließe sich dann für den Visitenarzt immer noch bildschirmfüllend darstellen. Zusätzlich werden die Daten mit dem Deflate-Algorithmus komprimiert und über das schnelle File Transfer Protocol (FTP) zum Client übertragen.

Um solche komprimierten Daten für den WLAN-Zugriff bereitzustellen, wird der Assindia Systems DICOM-Webserver eingerichtet. Das PACS sendet nun sämtliche neue Studien an den DICOM-Webserver. Diese Daten werden verkleinert und komprimiert, sodass sie nur wenig Speicherplatz in Anspruch nehmen. Dadurch können nicht nur aktuelle Untersuchungen, sondern auch mehrere Jahre alte Vorbefunde ohne Wartezeit sofort per Webbrowser aufgerufen werden. Die Visualisierung der Bilddaten erfolgt durch den Assindia Systems DICOM-Viewer. Dieser liegt als plattformunabhängige Java Webstart Anwendung vor.

Zusätzlich können über die HL7-Schnittstelle Befundtexte empfangen werden. So kann der Arzt während der Visite stets den passenden vom Radiologen diktierten Befund lesen. Abbildung 2 [Abb. 2]

Schlussfolgerungen

Entscheidend für eine erfolgreiche Umsetzung der radiologischen Bildbetrachtung bei der Visite ist das Zusammenspiel von hygienischer und zertifizierter Hardware und geeigneten Konzepten zur Speicherung und Übertragung der Bildbefunde. Durch die Verwendung von verkleinerten und komprimierten Daten auf dem Assindia Systems DICOM-Webserver ist es möglich, den benötigten Speicherplatz gering zu halten und die Dauer der Datenübertragung per File Transfer Protocol deutlich zu verringern. Durch eine optionale Virtualisierung mit einem Presentation-Server erhält man die wohl effizienteste Lösung.